本發(fā)明涉及一種塑料中空異型制品的制造方法，屬于高分子材料加工成型領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

塑料中空異型制品常具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，例如汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管、增壓柴油機(jī)的導(dǎo)氣管、特種冷卻介質(zhì)導(dǎo)管、燃料補(bǔ)充管等部件，其立體扭轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得其生產(chǎn)制造困難，以汽車發(fā)動機(jī)塑料進(jìn)氣歧管為例，進(jìn)氣歧管中旁支路眾多，與氣缸蓋法蘭盤、混合室、燃油噴射閥、空氣旁通閥等均連接，起伏曲面多樣，目前，其主要生產(chǎn)方式是基于注塑成型的熔模型芯法、焊接法。由于進(jìn)氣歧管為復(fù)雜中空結(jié)構(gòu)，熔模型芯法主要原理為用低熔點(diǎn)的金屬制作注塑模具的型芯，作為嵌件安裝在模腔中，經(jīng)注塑成型、脫模后，利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生能量或用熱浴將型芯熔化后導(dǎo)出；焊接法主要原理為分別注塑成型進(jìn)氣歧管的部件，使部件接觸部分受熱熔化焊接成一個整體。

上述注塑成型主要方法中，熔模型芯法可實(shí)現(xiàn)一次性成型、力學(xué)性能好、精度高，但使用的低熔點(diǎn)金屬成本高、易殘留、易堵塞、污染高；焊接法制造成本低于熔模型芯法，污染少，然而焊縫卻成為制品易爆易破損點(diǎn)，生產(chǎn)周期長、精度不足。

專利CN103991164A提出一種在注塑進(jìn)氣歧管模具中添加橡膠套的制造方法，利用充水橡膠套的水壓使橡膠套膨脹到與進(jìn)氣歧管內(nèi)徑相同的尺寸，制品冷卻定型后將橡膠套從歧管中抽出，即獲得一次成型制件，即利用可收縮橡膠套替代熔模型芯注塑成型法中的金屬型芯，這樣的方法可以避免環(huán)境污染、降低成本，但是注塑方法帶來的熔體不易充滿、熔接痕、成本高等問題卻不可避免，。

擠出吹塑成型方式是制造大型中空制件的主要方式，是借助氣體壓力使閉合在模具中的熱熔型坯吹脹成所需形狀中空制件的方法，相對于注塑成型具有制造成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、可成型性能好等優(yōu)點(diǎn)。

三維(3D)吹塑成型工藝是吹塑工藝應(yīng)用于復(fù)雜彎曲管件的新發(fā)展，其主要成型過程是在模具的兩半閉合之后，吹塑型坯被擠壓進(jìn)入模腔中，再引入型坯的另一端，同時產(chǎn)生一個“真空流”使熔體沿著模腔的整個長度走到要求的位置后，型坯兩端閉合，穿孔進(jìn)行型坯的吹脹成型，另一種方式是通過機(jī)械手將擠出的型坯沿制件所需形狀環(huán)繞放置于臥式模具中，再吹塑成最終制品，這兩種三維吹塑成型新工藝不但可以減少飛邊，而且可以使物料無合模線沿?cái)D出順序成型成最終制品，但熔體流動自由度高，缺乏引導(dǎo)，仍不能保證制品精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，該方法使用擠出吹塑技術(shù)作為基本成型方式，克服現(xiàn)有基于注塑成型技術(shù)成本高、不易一次成型的缺點(diǎn)；使用智能氣囊作為內(nèi)腔及引導(dǎo)，精確控制內(nèi)腔尺寸及表面質(zhì)量，克服充水橡膠套不易控制、精度低的缺點(diǎn)；成型時間短、原理簡單。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)以上目的，提出以下技術(shù)方案：一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置，主要由智能氣囊、集成傳感器、氣囊儲存腔、雙向變量馬達(dá)、溢流閥、計(jì)算機(jī)、閉合開關(guān)、壓力計(jì)、氣體通道、擠出機(jī)、熔融物料流道、型坯模頭、熔融切斷裝置、吹塑模具、連接氣管、通放氣開關(guān)組成；擠出機(jī)與型坯模頭相連接，型坯模頭內(nèi)含有熔融物料流道以及氣體通道，氣體通道下端連接氣囊儲存腔，氣囊儲存腔下端安裝有智能氣囊；智能氣囊為多腔室結(jié)構(gòu)，每個腔室均分別安裝有集成傳感器及通放氣開關(guān)，集成傳感器與通放氣開關(guān)安裝在一起，各腔室的通放氣開關(guān)之間由連接氣管連接，連接氣管與氣體通道相連接，實(shí)現(xiàn)氣體的流通，集成傳感器與外部計(jì)算機(jī)相連；氣體通道外部依次連接有雙向變量馬達(dá)、溢流閥、閉合開關(guān)、壓力計(jì)、溢流閥，溢流閥也與外部計(jì)算機(jī)相連接，用以泄壓排氣。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其步驟包括：

第一步，由擠出機(jī)熔融塑化的物料流入型坯模頭的物料流道，經(jīng)模頭擠出的同時，外部計(jì)算機(jī)通過控制雙向變量馬達(dá)以及各腔室的通放氣開關(guān)向智能氣囊緩慢充氣；

第二步，智能氣囊伴隨著充氣過程從氣囊儲存腔下落并逐漸膨脹，熔融物料擠出后半包裹智能氣囊，計(jì)算器控制各腔室充氣量使得智能氣囊逐步調(diào)節(jié)形狀，外部包裹的熔體也隨著氣囊形狀的變化而變化；

第三步，隨著物料逐漸下落，智能氣囊及外部包裹熔體已形成初步形狀，合模過程中以制件上下兩端環(huán)形凸臺作為定位，內(nèi)部集成傳感器收集氣囊距離模具內(nèi)壁的距離信號并反饋信號至計(jì)算機(jī)，通過控制各腔室通放氣開關(guān)逐步調(diào)整氣囊充氣大小及氣囊形狀，當(dāng)智能氣囊與模具內(nèi)壁距離即熔體壁厚達(dá)到要求范圍時，計(jì)算機(jī)控制溢流閥停止充氣保持壓強(qiáng)；

第四步，吹塑模具合模保壓狀態(tài)，智能氣囊再次根據(jù)通過傳感器反饋的信號調(diào)整各腔室的充氣量，自動調(diào)整氣囊直徑大小以及氣囊形狀，保證制件壁厚均勻；

第五步，待制件冷卻完畢后，雙向變量馬達(dá)建立負(fù)壓，通放氣開關(guān)回收氣體，智能氣囊體積逐漸減小至收回氣囊儲存腔，型坯模頭下熔體在熔融切斷裝置作用下融合封閉后裁斷；

第六步，吹塑模具打開，制件下落。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其智能氣囊可根據(jù)所需中空異型制件形狀拆分為多主管和多分支管結(jié)構(gòu)，以便于控制復(fù)雜形狀，主管與支管均為多腔室結(jié)構(gòu)，每個腔室內(nèi)含有一個或多個集成傳感器，用以采集距離、溫度、壓強(qiáng)等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)反饋至計(jì)算機(jī)處理后，可控制不同腔室的氣體充入量及充入速度，實(shí)現(xiàn)氣囊尺寸的智能控制，保證之間的尺寸均一性。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其吹塑模具合模過程中，智能氣囊與模具上下兩端均設(shè)置有用以定位的環(huán)形凸臺結(jié)構(gòu)，保證熔體與智能氣囊能準(zhǔn)確放置于模具中，提高制件尺寸精度。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其智能氣囊中充入的氣體也可由冷卻液體替換，利用冷卻液體在腔室內(nèi)不斷流動帶走熱量，縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，集成傳感器與外部計(jì)算機(jī)之間的信號傳遞可采用無線或有線的方式，采用有線方式時線路需要足夠柔軟，以保證智能氣囊可完整收回氣囊儲存腔。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，利用中空吹塑技術(shù)替代傳統(tǒng)的注塑技術(shù)，可一次成型，降低生產(chǎn)成本、減少能量損失及環(huán)境污染。

(2)本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，多腔室智能氣囊結(jié)構(gòu)，可實(shí)施調(diào)控氣囊結(jié)構(gòu)形狀，保證制品內(nèi)部表面精度、精確控制制件外形，保證尺寸均勻一致。

(3)本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，保壓冷卻階段，智能氣囊內(nèi)流動氣體可不斷帶走熔體熱量，縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置及方法中型坯擠出階段示意圖。

圖2是本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置及方法中合模保壓階段示意圖。

圖3是本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置及方法中冷卻氣囊回收階段示意圖。

圖4是本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置及方法中開模制件下落階段示意圖。

圖5是本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置及方法中智能氣囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置及方法中智能氣囊側(cè)視圖。

1-智能氣囊、2-集成傳感器、3-氣囊儲存腔、4-雙向變量馬達(dá)、5-溢流閥、6-計(jì)算機(jī)、7-閉合開關(guān)、8-壓力計(jì)、9-氣體通道、10-擠出機(jī)、11-熔融物料流道、12-型坯模頭、13-熔融切斷裝置、14-吹塑模具、15-通放氣開關(guān)、16-連接氣管。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造裝置及方法，裝置以生產(chǎn)汽車塑料進(jìn)氣歧管為具體實(shí)施例，如圖1所示，主要由智能氣囊1、集成傳感器2、氣囊儲存腔3、雙向變量馬達(dá)4、溢流閥5、計(jì)算機(jī)6、閉合開關(guān)7、壓力計(jì)8、氣體通道9、擠出機(jī)10、熔融物料流道11、型坯模頭12、熔融切斷裝置13、吹塑模具14、通放氣開關(guān)15、連接氣管16組成；擠出機(jī)10與型坯模頭12相連接，型坯模頭12內(nèi)含有熔融物料流道11以及氣體通道9，氣體通道9下端連接氣囊儲存腔3，氣囊儲存腔3下端安裝有智能氣囊1；智能氣囊1為多腔室結(jié)構(gòu)，每個腔室均分別安裝有集成傳感器2及通放氣開關(guān)15，集成傳感器2與通放氣開關(guān)15安裝在一起，各腔室的通放氣開關(guān)15之間由連接氣管16連接，連接氣管16與氣體通道9相連接，實(shí)現(xiàn)氣體的流通，集成傳感器2與外部計(jì)算機(jī)6相連，集成傳感器2與外部計(jì)算機(jī)6相連；氣體通道9外部依次連接有雙向變量馬達(dá)4、溢流閥5、閉合開關(guān)7、壓力計(jì)8、溢流閥5，溢流閥5也與外部計(jì)算機(jī)6相連接，用以泄壓排氣。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其步驟包括：

1.由擠出機(jī)10熔融塑化的物料流入型坯模頭12的物料流道，經(jīng)模頭12擠出的同時，外部計(jì)算機(jī)6控制雙向變量馬達(dá)4向智能氣囊1緩慢充氣；

2..能氣囊1伴隨著充氣過程從氣囊儲存腔3下落并逐漸膨脹，熔融物料擠出后半包裹智能氣囊1，智能氣囊1逐步調(diào)節(jié)形狀使得外部包裹的熔體隨著氣囊1形狀的變化而變化；

3.隨著物料逐漸下落，智能氣囊1及外部包裹熔體已形成初步形狀，合模過程中以制件上下兩端環(huán)形凸臺作為定位，內(nèi)部集成傳感器2收集氣囊距離模具內(nèi)壁的距離信號并反饋信號至計(jì)算機(jī)6，通過控制各腔室通放氣開關(guān)15逐步調(diào)整氣囊1充氣大小及氣囊1形狀，當(dāng)智能氣囊1與模具14內(nèi)壁距離即熔體壁厚達(dá)到要求范圍時，計(jì)算機(jī)6控制溢流閥5停止充氣保持壓強(qiáng)；

4.吹塑模具14合模保壓狀態(tài)，智能氣囊1再次根據(jù)通過傳感器2反饋的信號調(diào)整各腔室的充氣量，自動調(diào)整氣囊1直徑大小以及氣囊1形狀，保證制件壁厚均勻；

5.制件冷卻完畢后，雙向變量馬達(dá)4建立負(fù)壓，智能氣囊1收回至氣囊儲存腔3，型坯模頭12下熔體在熔融切斷裝置作用下融合封閉后裁斷；

6.吹塑模具14打開，制件下落。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其智能氣囊1按照汽車塑料進(jìn)氣歧管的結(jié)構(gòu)分為主管1-1和多個分支管1-2，主管與支管均為多腔室結(jié)構(gòu)，每個腔室內(nèi)含有一個或多個集成傳感器2，用以采集溫度、壓強(qiáng)等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)反饋至計(jì)算機(jī)6處理后，可控制不同腔室的氣體充入量及充入速度，實(shí)現(xiàn)氣囊1尺寸的智能控制，保證之間的尺寸均一性。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其吹塑模具14合模過程中，智能氣囊1與模具14上下兩端均設(shè)置有用以定位的凸臺結(jié)構(gòu)，保證熔體與智能氣囊1能準(zhǔn)確放置于模具14中，提高制件尺寸精度。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，其智能氣囊1中充入的氣體也可由冷卻液體替換，利用冷卻液體在腔室內(nèi)不斷流動帶走熱量，縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明一種智能氣囊引導(dǎo)的中空異型制品制造方法，集成傳感器2與外部計(jì)算機(jī)6之間的信號傳遞可采用無線或有線的方式，采用有線方式時線路需要足夠柔軟，以保證智能氣囊1可完整收回氣囊儲存腔3。